DE102014008572B4

DE102014008572B4 - Numerical control unit having a function of smoothly changing the feed rate when an override is changed

Info

Publication number: DE102014008572B4
Application number: DE102014008572.4A
Authority: DE
Inventors: Iwao c/o FANUC Corporation Makino
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2013-06-12
Filing date: 2014-06-11
Publication date: 2018-04-05
Anticipated expiration: 2034-06-12
Also published as: CN104238464A; JP2014241074A; CN104238464B; US20140368151A1; JP5715189B2; US9256213B2; DE102014008572A1

Abstract

Numerische Steuereinheit (10) zur Steuerung einer Werkzeugmaschine, die ein Werkstück maschinell bearbeitet, das auf einem Tisch angebracht ist, indem ein Werkzeug mit einer Vorschubgeschwindigkeit relativ bewegt wird, die durch ein maschinelles Bearbeitungsprogramm angewiesen ist, umfassend eine Befehlsprogrammanalyseeinheit (11), die konfiguriert ist, um eine Sollgeschwindigkeit des maschinellen Bearbeitungsprogramms zu analysieren, eine Geschwindigkeitsbetriebseinheit (12), die dazu ausgebildet ist, um eine Vorschubgeschwindigkeit für jeden Interpolationszyklus auf Grundlage der Sollgeschwindigkeit zu veranlassen, eine Interpolationseinheit (13), die dazu ausgebildet ist, eine Interpolation auf Grundlage der Vorschubgeschwindigkeit durchzuführen, eine Beschleunigungs-/Verzögerungs-Nachinterpolationseinheit (14), die dazu ausgebildet ist, eine Beschleunigung/Verzögerung einer Ausgabe von der Interpolationseinheit hinzuzufügen, eine Servomotorsteuereinheit (15), die dazu ausgebildet ist, um einen Servomotor (20) basierend auf einer Ausgabe von der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Nachinterpolationseinheit zu betreiben, wobei die numerische Steuereinheit umfasst: eine Hochgeschwindigkeitszyklus-Bearbeitungsdaten-Ermittlungseinheit, die dazu ausgebildet ist, um Hochgeschwindigkeitszyklus-Bearbeitungsdaten zu ermitteln; eine Overrideeingabeeinheit (17), die konfiguriert ist, um einen Override als einen Multiplikationsfaktor der Soll-Geschwindigkeit einzugeben; und eine Einheit (18) zur stufenweisen Änderung des Override, die konfiguriert ist, um den Override als einen Ist-Override nach Änderung des Override in Stufen vor der Eingabe durch die Overrideeingabeeinheit hin zu dem eingegebenen Override durch einen vorbestimmten Betrag für jeden Interpolationszyklus auszugeben; wobei die Befehlsprogrammanalyseeinheit dazu ausgebildet ist, um Hochgeschwindigkeitszyklus-Bearbeitungsdaten von der Hochgeschwindigkeitszyklus-Bearbeitungsdaten-Ermittlungseinheit zu ermitteln; die Geschwindigkeitsbetriebseinheit dazu ausgebildet ist, die Vorschubgeschwindigkeit zu berechnen, indem die Sollgeschwindigkeit mit dem Ist-Override multipliziert wird, und die von der Hochgeschwindigskeitszyklus-Bearbeitungsdaten-Ermittlungseinheit ermittelten Hochgeschwindigkeitszyklus-Bearbeitungsdaten mit der Vorschubgeschwindigkeit zu multiplizieren; und wobei die numerische Steuereinheit dazu ausgebildet ist, die mit der Vorschubgeschwindigkeit multiplizierten ...A numerical control unit (10) for controlling a machine tool that machines a workpiece mounted on a table by relatively moving a tool at a feed speed instructed by a machining program, comprising a command program analyzing unit (11) that configures in order to analyze a target speed of the machining program, a speed operation unit (12) adapted to cause a feed speed for each interpolation cycle based on the target speed, an interpolation unit (13) adapted to perform interpolation based on to perform the feed speed, an acceleration / deceleration postinterpolation unit (14) adapted to add an acceleration / deceleration of an output from the interpolation unit, a servomotor control unit (15) adapted thereto in order to operate a servomotor (20) based on an output from the acceleration / deceleration post-interpolation unit, the numerical control unit comprising: a high-speed cycle processing data determination unit configured to acquire high-speed cycle processing data; an override input unit (17) configured to input an override as a multiplication factor of the target speed; and an override incremental change unit (18) configured to output the override as an actual override after changing the override in stages prior to input by the override input unit to the input override by a predetermined amount for each interpolation cycle; wherein the command program analysis unit is configured to determine high-speed cycle processing data from the high-speed cycle data processing unit; the speed operating unit is configured to calculate the feed speed by multiplying the target speed by the actual override, and to multiply the high-speed cycle machining data determined by the high-speed cycle data acquisition unit by the feed speed; and wherein the numerical control unit is adapted to multiply the feed rate multiplied by the feed rate.

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine numerische Steuereinheit, die die Vorschubgeschwindigkeit durch einen Override (Übersteuern) ändern kann.The present invention relates to a numerical control unit which can change the feed speed by an override.

2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik2. Description of the Related Art

Die JP 2010-009094 A offenbart eine Technologie, die den Bewegungsbetrag einer maschinellen Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit, die wiederholt denselben Vorgang durchführt, und ein NC-Programm überlagert. Die maschinelle Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit ist eine Funktion, die verteilte Daten, die in einem variablen Bereich gespeichert sind, mit hoher Geschwindigkeit ausführen kann. Die Daten der maschinellen Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit, die in dem variablen Bereich gespeichert sind, umfassen einen Header und verteilte Daten. 1 zeigt ein Beispiel des Headers und der verteilten Daten. 2 zeigt ein Beispiel von verteilten Daten hinsichtlich einer Achse.The JP 2010-009094 A discloses a technology that superimposes the amount of movement of high-speed machine cycle processing repeatedly performing the same operation and an NC program. The high-speed machining cycle processing is a function that can execute distributed data stored in a variable area at high speed. The high-speed machine cycle data stored in the variable area includes a header and distributed data. 1 shows an example of the header and the distributed data. 2 shows an example of distributed data with respect to an axis.

Die Daten der maschinellen Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit können durch einen NC-Programmbefehl aufgerufen und ausgeführt werden.The high speed machine cycle data can be called and executed by an NC program instruction.

Wie vorstehend beschrieben, wird die durch JP 2010-009094 A offenbarte Technologie verwendet, wie in 3 gezeigt, um einen wiederholten Vorgang durch die maschinelle Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit und irgendeinen Vorgang durch ein NC-Programm einander zu überlagern. Demgemäß führt die maschinelle Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit die Daten der maschinellen Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit für einen einzelnen Zyklus wiederholt aus und kann deshalb die Kapazität der Daten für die maschinelle Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit verringert werden.As described above, the by JP 2010-009094 A revealed technology used as in 3 to superimpose a repetitive operation by the high-speed machining cycle processing and any operation by an NC program. Accordingly, the high-speed machining cycle processing repeatedly executes the high-speed machining cycle data for a single cycle, and therefore, the capacity of the high-speed machining cycle data can be reduced.

Wird jedoch eine glatte bzw. sanfte Geschwindigkeitsänderung durchgeführt, um das Maschinenprellen oder einen maschinellen Bearbeitungsfehler zu verringern, dann ist eine der zwei nachfolgenden Techniken erforderlich.

(1) Eine Technik, um Daten für eine maschinelle Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit in Anbetracht der Beschleunigung/Abbremsung zu erstellen und auszuführen;
(2) Eine Technik, um einen Override jedes Mal um einen winzigen Betrag unter Verwendung eines Kontaktplanprogramms zu ändern.

However, if a smooth speed change is made to reduce machine bounce or machining error, then one of the two following techniques is required.

(1) A technique for creating and executing data for high-speed machining cycle processing in consideration of acceleration / deceleration;
(2) A technique to change an override by a minute amount each time using a ladder program.

Dies sind Techniken, die erforderlich sind, um eine Beschleunigung/Abbremsung nach der Interpolation zu vermeiden, so dass eine maschinelle Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit eine schnelle Antwort realisieren kann.These are techniques required to avoid acceleration / deceleration after interpolation, so that high-speed machine cycle processing can realize a quick response.

4 zeigt ein Beispiel der Daten der maschinellen Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit in Anbetracht der Beschleunigung/Abbremsung. Während ein Abschnitt konstanter Geschwindigkeit wiederholt die Daten für die maschinelle Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit für einen einzelnen Zyklus ausführt, müssen ein Beschleunigungsabschnitt und ein Abbremsungsabschnitt dedizierte Daten der maschinellen Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit ausführen. Unterscheidet sich die Vorschubgeschwindigkeit in einem maschinellen Bearbeitungsprozess, wie bei einer maschinellen Grobbearbeitung oder einer maschinellen Fertigstellungsbearbeitung, dann ist es erforderlich, die Daten für die maschinelle Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit des Beschleunigungsabschnitts/Abschnitts konstanter Geschwindigkeit/Abbremsungsabschnitts für jeden maschinellen Bearbeitungsprozess auszuführen. Deshalb ergibt sich ein Problem einer erhöhten Kapazität der Daten der maschinellen Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit und ebenso einer erhöhten Belastung, die in der Erstellung der Daten der maschinellen Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit besteht. 4 FIG. 11 shows an example of the high speed machining cycle data in consideration of acceleration / deceleration. FIG. While a constant speed portion repeatedly executes the high speed cycle machining data for a single cycle, an acceleration portion and a deceleration portion must execute dedicated high speed machining cycle data. If the feed rate differs in a machining process such as a rough machining or a finish machining, then it is necessary to execute the high speed machining cycle data of the acceleration section / constant speed / deceleration section for each machining process. Therefore, there arises a problem of an increased capacity of the high-speed machining cycle data and also an increased burden involved in preparing the high-speed machining cycle data.

Der Override ist eine Funktion, die eine Vorschubgeschwindigkeit ändern kann, indem ein Multiplikationsfaktor (%) der Sollgeschwindigkeit eines Programms durch ein Eingabesignal spezifiziert wird. Ein Ist-Override wird berechnet, um eine Ist-Vorschubgeschwindigkeit zu erlangen, indem die Sollgeschwindigkeit, die so aus dem Override berechnet ist, der wiederum durch das Eingabesignal spezifiziert ist, mit der Vorschubgeschwindigkeit multipliziert wird, indem die Sollgeschwindigkeit mit dem Ist-Override multipliziert wird. Wenn eine Beschleunigung/Abbremsung durch Änderung des Overrides stattfindet, dann kann die Kapazität der Daten für die maschinelle Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit verringert werden, da die Daten für die maschinelle Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit für die Beschleunigung/Abbremsung nicht erforderlich sind, und kann ebenso die Belastung verringert werden, die in der Erstellung der Daten für die maschinelle Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit besteht.The override is a function that can change a feed rate by specifying a multiplication factor (%) of the target speed of a program by an input signal. An actual override is calculated to obtain an actual feed rate by multiplying the target speed thus calculated from the override, which in turn is specified by the input signal, by the feedrate by multiplying the target speed by the actual override becomes. When acceleration / deceleration takes place by changing the override, the capacity of the high-speed machining cycle data can be reduced because the high-speed machining cycle machining data is not required for the acceleration / deceleration, and so can the Load, which consists in preparing the data for the high-speed machining cycle.

5 zeigt ein Beispiel, in dem die Daten für die maschinelle Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit in Anbetracht der Beschleunigung/Abbremsung ausgeführt werden, und ein Beispiel, in dem der Override geändert wird und die Vorschubgeschwindigkeit jedes Mal um denselben Betrag geändert wird. Der Aktualisierungszyklus des Override ist der Signaleingabezyklus, zum Beispiel 4 ms, und der Override wird üblicherweise direkt als der Ist-Override gesetzt. Demgemäß ist der Zyklus, in dem sich der Ist-Override ändert, länger als der Interpolationszyklus, der zum Beispiel 1 ms beträgt. Deshalb wird ein Problem aufgeworfen, das darin besteht, mehr Zeit für die Beschleunigung/Abbremsung zu erfordern, wenn der Override geändert wird, verglichen mit einem Fall, in dem die Daten für die maschinelle Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit in Anbetracht der Beschleunigung/Abbremsung verwendet werden. 5 FIG. 12 shows an example in which the data for the high-speed machining cycle processing are executed in consideration of the acceleration / deceleration, and an example in which the override is changed and the advance speed is changed by the same amount each time. The update cycle of the Override is the signal input cycle, for example 4 ms, and the override is usually set directly as the actual override. Accordingly, the cycle in which the actual override changes is longer than the interpolation cycle, which is, for example, 1 ms. Therefore, a problem is posed that it requires more time for the acceleration / deceleration when the override is changed, compared with a case where the data for the high-speed machining cycle processing is used in consideration of the acceleration / deceleration ,

Es wird ein Fall untersucht werden, in dem der Override jedes Mal um einen winzigen Betrag geändert wird. Der Override ist nicht auf die maschinelle Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit beschränkt, und kann ebenso zur maschinellen Bearbeitung durch den NC-Programmbefehl verwendet werden. Ist zum Beispiel die Vorschubgeschwindigkeit in einer Wasserstrahlschneidmaschine sehr schnell, wie in 6 gezeigt, entsteht eine Verzögerung in der Wasserstromantwort. In einem derartigen Fall wird der Override üblicherweise um einen winzigen Betrag jedes Mal unter Verwendung eines Kontaktplanprogramms aktualisiert und wird der Override direkt als ein Ist-Override gesetzt. Demgemäß kann die Verzögerung der Wasserstromantwort verringert werden, indem eine Geschwindigkeit derart gestaltet wird, dass die Änderungszeit der Geschwindigkeit länger wird. Die Geschwindigkeitsänderung unter Verwendung des Overrides kann unabhängig von der Beschleunigung/Abbremsung nach der Interpolation gestaltet werden, und kann deshalb eine graduelle Beschleunigung/Abbremsung implementiert werden. Es wird jedoch ein Problem aufgeworfen, das in der Belastung besteht, ein Kontaktplanprogramm zu erstellen.A case will be examined in which the override is changed by a tiny amount each time. The override is not limited to the high-speed machining cycle machining and can also be used for machining by the NC program instruction. For example, the feed rate in a water jet cutting machine is very fast, as in 6 shown, there is a delay in the water flow response. In such a case, the override is usually updated by a minute amount each time using a ladder program, and the override is set directly as an actual override. Accordingly, the delay of the water flow response can be reduced by making a speed such that the change time of the speed becomes longer. The speed change using the override can be made independent of the acceleration / deceleration after the interpolation, and therefore, a gradual acceleration / deceleration can be implemented. However, a problem is posed which is in the burden of creating a ladder program.

Die JP 2012-032960 A offenbart eine Technologie, die – wenn ein Spezialbefehl eingegeben wird, um eine Geschwindigkeitsänderung durchzuführen, wie einen Nothalt oder einen Override – die Länge der gesetzten Einheitszeit zu einer Länge gemäß einer Geschwindigkeitsänderung einer sich bewegenden Sollvorgabe abändert, die durch den Spezialbefehl angewiesen ist, um den Bewegungsbetrag pro gesetzter Einheitszeit nach der Änderung zu berechnen. Die durch die JP 2012-032960 A offenbarte Technologie ist jedoch eine Technologie, die den Bewegungsbetrag durch eine einfache Technik neu berechnet, nachdem ein Spezialbefehl zum Durchführen der Geschwindigkeitsänderung eingegeben ist, um das Antwortverhalten von dessen Betrieb zu verbessern. Die Technologie kann nicht angewendet werden, wenn eine graduelle Geschwindigkeitsänderung durchgeführt wird, indem der Override jedes Mal um einen winzigen Betrag geändert wird.The JP 2012-032960 A discloses a technology that, when a special command is input to perform a speed change such as an emergency stop or an override, changes the length of the set unit time to a length according to a speed change of a moving target instructed by the special command Calculate movement amount per set unit time after the change. However, the technology disclosed by JP 2012-032960 A is a technology that recalculates the amount of movement by a simple technique after a special command for making the speed change is input to improve the response of its operation. The technology can not be applied if a gradual speed change is made by changing the override by a tiny amount each time.

Die Druckschrift WO 96/15 482 A1 offenbart eine vorausschauende, satzübergreifende Geschwindigkeitsführung für einen elektrischen Antrieb. Die Geschwindigkeitsführung wird bei der Ausführung von Bearbeitungsprogrammen bei Werkzeugmaschinen eingesetzt, in denen eine Interpolation zur Ansteuerung von Servomotorsteuereinheiten ausgegeben wird. Innerhalb von Override-Eckwerten wird automatisch der sinnvollste unterste Override-Wert berechnet und wird die Geschwindigkeit aus der mit dem betrachteten Override-Eckwert multiplizierten Sollgeschwindigkeit berechnet.The publication WO 96/15482 A1 discloses a predictive, cross-rate speed control for an electric drive. The velocity guide is used in the execution of machining programs in machine tools in which an interpolation for driving servo motor control units is output. Within override basic values, the most sensible lowest override value is automatically calculated and the speed is calculated from the setpoint speed multiplied by the considered override basic value.

Die Druckschrift DE 10 2009 026 412 A1 offenbart eine Hochgeschwindigkeits-Zyklusbearbeitung.The publication DE 10 2009 026 412 A1 discloses a high-speed cycle processing.

Kurzfassung der ErfindungSummary of the invention

In Anbetracht der Probleme des Stands der Technik besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Realisierung einer graduellen Beschleunigung/Abbremsung in kurzer Zeit in einer Geschwindigkeitsänderung unter Verwendung eines Overrides und in der Realisierung einer Technik, die den Override jedes Mal um einen winzigen Betrag ändert.In view of the problems of the prior art, it is an object of the invention to realize a gradual acceleration / deceleration in a short time in a speed change using an override and in the realization of a technique that changes the override by a minute amount each time.

Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch bereitgestellt. Entwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.According to the invention, a device according to the independent claim is provided. Developments are presented in the dependent claims.

Eine numerische Steuereinheit ist vorzugsweise eine numerische Steuereinheit, die eine Werkzeugmaschine steuert, die wiederum ein Werkstück maschinell bearbeitet, das auf einem Tisch angebracht ist, indem ein Werkzeug relativ mit einer Vorschubgeschwindigkeit bewegt wird, die durch ein maschinelles Bearbeitungsprogramm angewiesen ist, wobei die numerische Steuereinheit umfasst: eine Befehlsprogrammanalyseeinheit, die konfiguriert ist, um eine Soll-Geschwindigkeit des maschinellen Bearbeitungsprogramms zu analysieren, eine Overrideeingabeeinheit, die konfiguriert ist, um einen Override als einen Multiplikationsfaktor der Sollgeschwindigkeit einzugeben, eine Einheit zur stufenweisen Änderung des Overrides, die konfiguriert ist, um den Override als einen Ist-Override nach einer stufenweisen Änderung des Override vor der Eingabe durch die Overrideeingabeeinheit bis hin zu dem eingegebenen Override durch einen vorbestimmten Betrag für jeden Interpolationszyklus auszugeben, und eine Geschwindigkeitsbetriebseinheit, die konfiguriert ist, um die Vorschubgeschwindigkeit zu berechnen, indem die Sollgeschwindigkeit mit dem Ist-Override multipliziert wird.A numerical control unit is preferably a numerical control unit that controls a machine tool, which in turn machines a workpiece mounted on a table by moving a tool relatively at a feed speed instructed by a machining program, the numerical control unit comprising: a command program analysis unit configured to analyze a target speed of the machining program, an override input unit configured to input an override as a multiplication factor of the target speed, a unit for stepwise changing the override configured the override as an actual override after a gradual change of the override prior to input by the override input unit to output the input override by a predetermined amount for each interpolation cycle, and a speed operation unit configured to calculate the feed speed by multiplying the target speed by the actual override.

Die numerische Steuereinheit umfasst vorzugsweise eine Spezifikationseinheit, die konfiguriert ist, um eine Zeit zu spezifizieren, in der der Override vor der Eingabe durch die Overrideeingabeeinheit bis hin zu dem Override geändert wird, der eingegeben ist, wobei die Einheit zur stufenweisen Änderung des Override ein Inkrement oder Dekrement für einen einzelnen Interpolationszyklus vorzugsweise derart bestimmt, dass sich der Override stufenweise innerhalb der spezifizierten Zeit ändert, und vorzugsweise den Ist-Override ausgibt.The numerical control unit preferably includes a specification unit configured to specify a time in which the override is changed prior to input by the override input unit to the override input, the incremental change unit of the override being an increment or decrement is preferably determined for a single interpolation cycle such that the override changes stepwise within the specified time, and preferably outputs the actual override.

Alternativ umfasst die numerische Steuereinheit vorzugsweise eine Spezifikationseinheit, die konfiguriert ist, um einen Änderungsbetrag des Override durch die Einheit zur stufenweisen Änderung des Override für den einzelnen Interpolationszyklus zu spezifizieren, wobei die Einheit zur stufenweisen Änderung des Override den Ist-Override nach stufenweiser Änderung des Override vor der Eingabe durch die Overrideeingabeeinheit vorzugsweise bis hin zu dem eingegebenen Override um den spezifizierten Änderungsbetrag ausgibt.Alternatively, the numerical control unit preferably includes a specification unit configured to specify an amount of change of the override by the override incremental change unit for the single interpolation cycle, wherein the override incremental change unit sets the actual override after gradually changing the override before the input by the override input unit preferably outputs up to the entered override by the specified amount of change.

Indem die vorstehend beschriebene Konfiguration mit umfasst ist, kann die Erfindung eine graduelle Beschleunigung/Abbremsung in kurzer Zeit in einer Geschwindigkeitsänderung unter Verwendung eines Override realisieren, und kann ebenso eine Technik realisieren, die den Override jedes Mal um einen winzigen Betrag ändert.By embodying the configuration described above, the invention can realize a gradual acceleration / deceleration in a short time in a speed change using an override, and can also realize a technique that changes the override by a minute amount each time.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die vorstehend beschriebene Aufgabe und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen offensichtlich werden. Es zeigen:The above-described object and other objects and features of the invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine Darstellung, die ein Beispiel von Daten für die maschinelle Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit zeigt; 1 Fig. 10 is an illustration showing an example of data for high-speed machining cycle processing;

2 eine beispielhafte Darstellung von verteilten Daten hinsichtlich einer Achse der Daten für die maschinelle Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit; 2 an exemplary representation of distributed data with respect to an axis of data for high-speed machine cycle processing;

3 eine Darstellung, die eine Technologie zeigt, die einen wiederholten Vorgang durch die maschinelle Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit und irgendeinen Vorgang durch ein NC-Programm einander überlagert; 3 Fig. 12 is a diagram showing a technology superimposed on a repetitive operation by the high-speed machining cycle processing and any operation by an NC program;

4 eine Darstellung, die Daten für eine maschinelle Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit in Anbetracht der Beschleunigung/Abbremsung zeigt; 4 Fig. 12 is a diagram showing data for high-speed machining cycle processing in consideration of acceleration / deceleration;

5 eine Darstellung, die eine Beschleunigung/Abbremsung in der maschinellen Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit zeigt; 5 FIG. 11 is a diagram showing acceleration / deceleration in high-speed machining of the cycle; FIG.

6 eine Darstellung, die eine Wasserstrahlschneidmaschine zeigt; 6 an illustration showing a water jet cutting machine;

7A, 7B Darstellungen, die einen Override und einen Ist-Override zeigen; 7A . 7B Representations showing an override and an actual override;

8A, 8B Darstellungen, die eine Ist-Overrideänderung in einer zuvor spezifizierten Zeit zeigen; 8A . 8B Representations showing an actual override change in a previously specified time;

9A, 9B Darstellungen, die die Ist-Overrideänderung jedes Mal um einen Änderungsbetrag des Overrides zeigen, der vorab spezifiziert ist; 9A . 9B Representations showing the actual override change each time by an amount of change of the override specified in advance;

10 eine schematische Blockdarstellung, die eine numerische Steuereinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt; und 10 a schematic block diagram showing a numerical control unit according to an embodiment of the invention; and

11 eine Darstellung, die ein Ablaufdiagramm einer Einheit zur stufenweisen Änderung des Override zeigt. 11 a diagram showing a flowchart of a unit for gradually changing the override.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten AusführungsbeispieleDetailed Description of the Preferred Embodiments

In einem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Ist-Override in jedem Interpolationszyklus aktualisiert.In a first embodiment, an actual override is updated in each interpolation cycle.

Der Zyklus, in dem der Ist-Override um einen Override geändert wird, ist üblicherweise der Signaleingabezyklus, der zum Beispiel 4 ms beträgt, welcher länger als der Interpolationszyklus ist, der wiederum zum Beispiel 1 ms beträgt. In dem Ausführungsbeispiel wird der Ist-Override in dem Interpolationszyklus berechnet, und wird ebenso der Ist-Override feinjustiert. Demgemäß kann die Zeit verringert werden, die erforderlich ist, wenn der Override um einen winzigen Betrag unter Verwendung eines Kontaktplanprogramms geändert wird.The cycle in which the actual override is changed by an override is usually the signal input cycle, for example, 4 ms, which is longer than the interpolation cycle, which in turn is 1 ms, for example. In the embodiment, the actual override is calculated in the interpolation cycle, and also the actual override is finely adjusted. Accordingly, the time required when the override is changed by a minute amount using a ladder program can be reduced.

Nachfolgend sind zwei Verfahren bekannt, um den Ist-Override zu feinjustieren.Two methods are known below to fine tune the actual override.

Das erste Verfahren ist ein Verfahren zum Ändern des Ist-Override zu Zeitpunkten, die vorab spezifiziert sind, was in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.The first method is a method of changing the actual override at timings specified in advance, which is described in the second embodiment.

Das andere Verfahren ist ein Verfahren zum Ändern des Ist-Override um einen Änderungsbetrag des Override, der vorab spezifiziert ist, was in einem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.The other method is a method of changing the actual override by an amount of change of the override specified in advance, which is described in a third embodiment.

7A und 7B zeigen ein Beispiel, in dem ein Eingabezyklus CYCs des Signals 4 ms beträgt, ein Interpolationszyklus CYCp 1 ms beträgt, und ein Betrag, um den ein Ist-Override in einem Interpolationszyklus geändert wird, 1% beträgt. Üblicherweise ändert sich der Ist-Override in dem Eingabezyklus CYCs des Signals, und deshalb beträgt die Zeit, die zum Ändern des Ist-Override um 1% erforderlich ist, 4 ms, und beträgt der Betrag, um den der Override in dem Signaleingabezyklus geändert werden kann, 1%. In dem Ausführungsbeispiel ändert sich ein Ist-Override OVRp in dem Interpolationszyklus CYCp, und beträgt deshalb die Zeit, die zum Ändern des Ist-Override um 1% erforderlich ist, 1 ms und beträgt der Betrag, um den der Override in dem Signaleingabezyklus geändert werden kann, 4%. 7A and 7B show an example in which an input cycle CYCs of the signal 4 ms is one interpolation cycle CYCp is 1 ms, and an amount by which an actual override is changed in one interpolation cycle is 1%. Usually, the actual override changes in the input cycle CYCs of the signal, and therefore, the time required to change the actual override by 1% is 4 ms, and is the amount by which the override is changed in the signal input cycle can, 1%. In the embodiment, an actual override OVRp changes in the interpolation cycle CYCp, and therefore, the time required to change the actual override by 1% is 1 ms and is the amount by which the override is changed in the signal input cycle can, 4%.

In dem zweiten Ausführungsbeispiel, das in 8A und 8B gezeigt ist, ändert sich der Ist-Override zu Zeitpunkten, die vorab spezifiziert sind.In the second embodiment, which is in 8A and 8B is shown, the actual override changes at times that are specified in advance.

Ändert sich zum Beispiel der Override zu dem Zeitpunkt T0 von 0%, das heißt OVR0, auf 50%, das heißt OVR1, dann ändert sich der Ist-Override üblicherweise auf einmal auf 50%, das heißt OVR1. In dem Ausführungsbeispiel wird der Ist-Override OVRp in jedem Interpolationszyklus derart geändert, dass 50%, d. h. OVR1, stufenweise in einer Zeit Ts erreicht wird, die vorab spezifiziert ist.For example, if the override changes from 0% at time T0, that is, OVR0, to 50%, that is, OVR1, then the actual override usually changes to 50% at one time, that is, OVR1. In the embodiment, the actual override OVRp is changed in each interpolation cycle such that 50%, i. H. OVR1, is achieved stepwise in a time Ts specified in advance.

Innerhalb eines Zeitbetrags der Zeit Ts, die vorab spezifiziert ist, wird der Ist-Override OVRp zu dem Zeitpunkt Tp eines Interpolationszyklus durch die Gleichung (1) angegeben, wobei sich der Ist-Override in dem Interpolationszyklus ändert, OVRp = OVR0 + Tp – T0 / Ts(OVR1 – OVR0) (1) wobei, falls die Änderung von OVR0 zu OVR1 eine Erhöhung ist, der Maximalwert von OVRp OVR1 ist, und falls die Änderung von OVR0 zu OVR1 eine Verringerung ist, der Minimalwert von OVRp OVR1 ist.Within a time amount of time Ts specified in advance, the actual override OVRp at the time Tp of an interpolation cycle is given by the equation (1), where the actual override changes in the interpolation cycle, OVRp = OVR0 + Tp - T0 / Ts (OVR1 - OVR0) (1) wherein if the change from OVR0 to OVR1 is an increase, the maximum value of OVRp is OVR1, and if the change from OVR0 to OVR1 is a decrease, the minimum value of OVRp is OVR1.

In dem dritten Ausführungsbeispiel, das in 9A und 9B gezeigt ist, ändert sich der Ist-Override um einen Änderungsbetrag, der vorab spezifiziert ist.In the third embodiment, which is in 9A and 9B is shown, the actual override changes by a change amount that is specified in advance.

Ändert sich zum Beispiel der Override zu dem Zeitpunkt T0 von 100%, das heißt OVR0, auf 50%, das heißt OVR1, dann ändert sich der Ist-Override üblicherweise auf einmal zu 50%, das heißt OVR1.For example, if the override changes from 100% at time T0, that is, OVR0, to 50%, that is, OVR1, then the actual override usually changes 50% at a time, that is, OVR1.

In dem Ausführungsbeispiel wird der Ist-Override OVRp in jedem Interpolationszyklus derart geändert, dass 50%, das heißt OVR1, stufenweise durch einen Änderungsbetrag OVRs des Overrides erreicht wird, der vorab spezifiziert ist. Der Ist-Override OVRp zu dem Zeitpunkt Tp eines Interpolationszyklus ist durch die Gleichung (2) angegeben, wobei sich der Ist-Override in dem Interpolationszyklus ändert. OVRp = OVR0 + OVRs × (Tp – T0) × Fs (2) wobei, falls die Änderung von OVR0 zu OVR1 eine Erhöhung ist, FS = 1 ist, und falls die Änderung von OVR0 zu OVR1 eine Verringerung ist, Fs = –1 ist, und falls die Änderung von OVR0 zu OVR1 eine Erhöhung ist, beträgt der Maximalwert von OVRp OVR1, und falls die Änderung von OVR0 zu OVR1 eine Verringerung ist, beträgt der Minimalwert von OVRp OVR1.In the embodiment, the actual override OVRp in each interpolation cycle is changed so that 50%, that is, OVR1, is gradually reached by a change amount OVRs of the override specified in advance. The actual override OVRp at the time Tp of an interpolation cycle is given by the equation (2), where the actual override changes in the interpolation cycle. OVRp = OVR0 + OVRs × (Tp - T0) × Fs (2) if the change from OVR0 to OVR1 is an increase, FS = 1, and if the change from OVR0 to OVR1 is a reduction, Fs = -1, and if the change from OVR0 to OVR1 is an increase, then Maximum value of OVRp OVR1, and if the change from OVR0 to OVR1 is a reduction, the minimum value of OVRp is OVR1.

10 zeigt eine numerische Steuereinheit. In dem Fall der maschinellen Bearbeitung durch einen NC-Programmbefehl, analysiert eine numerische Steuereinheit 10 das Programm durch eine Befehlsprogrammanalyseeinheit 11, um die Soll-Geschwindigkeit zu erlangen. Als nächstes betreibt die numerische Steuereinheit die Vorschubgeschwindigkeit für jeden Interpolationszyklus durch eine Geschwindigkeitsbetriebseinheit 12 und führt eine Interpolation durch eine Interpolationseinheit 13 auf der Grundlage der Vorschubgeschwindigkeit durch, um eine Beschleunigung/Abbremsung durch eine Beschleunigung/Abbremsung nach der Interpolationseinheit 14 zu implementieren. Dann treibt die numerische Steuereinheit 10 einen Servomotor 20 über eine Servomotorsteuereinrichtung 15, um das Werkstück und die Werkzeuge relativ zueinander zu bewegen. 10 shows a numerical control unit. In the case of machining by an NC program command, a numerical control unit analyzes 10 the program through a command program analyzer 11 to get the target speed. Next, the numerical control unit operates the feed rate for each interpolation cycle by a speed operation unit 12 and performs an interpolation by an interpolation unit 13 on the basis of the feed rate through to an acceleration / deceleration by an acceleration / deceleration after the interpolation unit 14 to implement. Then drives the numerical control unit 10 a servomotor 20 via a servomotor controller 15 to move the workpiece and the tools relative to each other.

In dem Fall der maschinellen Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit, wie in 10 durch einen dicken Pfeil gezeigt, erlangt die numerische Steuereinheit 10 die Daten für die maschinelle Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit durch die Befehlsprogrammanalyseeinheit 11 aus einer Erlangungseinheit 16 für Daten der maschinellen Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit. Als nächstes betreibt die numerische Steuereinheit 10 die Vorschubgeschwindigkeit durch die Geschwindigkeitsbetriebseinheit 12, multipliziert die Daten für die maschinelle Zyklusbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit mit der Vorschubgeschwindigkeit und gibt das Produkt zu der Servomotorsteuereinrichtung 15 aus, die den Servomotor 20 ohne Hilfe der Interpolationseinheit 13 und der Beschleunigung/Abbremsung nach der Interpolationseinheit 14 treibt und steuert. Das Werkstück und die Werkzeuge werden dadurch relativ zueinander bewegt.In the case of high-speed machining, as in 10 shown by a thick arrow, the numerical control unit attains 10 the data for the high-speed machining cycle processing by the command program analyzing unit 11 from an acquisition unit 16 for high speed machine cycle data. Next, operates the numerical control unit 10 the feed rate through the speed operation unit 12 , multiplies the data for the high-speed machining cycle processing by the feed speed, and outputs the product to the servomotor controller 15 out, which is the servomotor 20 without the help of the interpolation unit 13 and the acceleration / deceleration after the interpolation unit 14 drives and controls. The workpiece and the tools are thereby moved relative to each other.

Üblicherweise wird die Soll-Geschwindigkeit durch die Befehlsprogrammanalyseeinheit 11 erlangt und wird ein Override durch eine Overrideeingabeeinheit 17 erlangt. Dann wird der Override direkt als ein Ist-Override durch die Geschwindigkeitsbetriebseinheit 12 in dem Signaleingabezyklus gesetzt, und werden die Sollgeschwindigkeit und der Ist-Override in dem Interpolationszyklus miteinander multipliziert, um die Vorschubgeschwindigkeit zu berechnen.Usually, the target speed is determined by the command program analysis unit 11 Obtains and becomes an override by an override input unit 17 obtained. Then, the override becomes directly as an actual override by the speed operation unit 12 is set in the signal input cycle, and the target speed and the actual override in the interpolation cycle are multiplied together to calculate the feed speed.

In dem Ausführungsbeispiel wird demgegenüber die Soll-Geschwindigkeit durch die Befehlsprogrammanalyseeinheit 11 erlangt und wird der Override durch die Overrideeingabeeinheit 17 erlangt. Als nächstes wird der Override in Stufen durch eine Einheit 18 zur stufenweisen Änderung des Overrides von dem Override vor Eingabe zu dem eingegebenen Override zu Zeitpunkten geändert, die vorab spezifiziert sind, oder um den Änderungsbetrag des Overrides, der vorab spezifiziert ist, um den geänderten Override als den Ist-Override auszugeben. Dann wird der Ist-Override der Einheit 18 zur stufenweisen Änderung des Override durch die Geschwindigkeitsbetriebseinheit 12 in dem Interpolationszyklus erlangt, um die Vorschubgeschwindigkeit zu berechnen, indem die Soll-Geschwindigkeit mit dem Ist-Override multipliziert wird. Die Einheit 18 zur stufenweisen Änderung in dem Ausführungsbeispiel gehört zu der Geschwindigkeitsbetriebseinheit 12. In the embodiment, on the other hand, the target speed is determined by the command program analyzing unit 11 Obtains and becomes the override through the override input unit 17 obtained. Next, the override is in stages by a unit 18 for gradually changing the override from the override before input to the input override at timings specified in advance, or the amount of change of the override specified in advance to output the changed override as the actual override. Then the actual override of the unit 18 for gradually changing the override by the speed operating unit 12 in the interpolation cycle to calculate the feedrate by multiplying the target speed by the actual override. The unit 18 to the stepwise change in the embodiment belongs to the speed operation unit 12 ,

11 zeigt ein Ablaufdiagramm der Einheit zur stufenweisen Änderung des Override. In der numerischen Steuereinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in 10 gezeigt ist, wird die dargestellte Verarbeitung durch die Geschwindigkeitsbetriebseinheit 12 in dem Interpolationszyklus aufgerufen. Bedingungen, zu denen die vorliegende Verarbeitung durchgeführt wird, lauten wie folgt:

(1) Eine Ist-Overrideänderungsflagge ist auf F0 gesetzt. Deren initialer Zustand wird als F0 = 0 gesetzt.
(2) Der Zeitpunkt des Interpolationszyklus, zu dem die vorliegende Verarbeitung aufgerufen wird, ist Tp.
(3) Wenn sich der Override von OVR0 zu OVR1 zu dem Zeitpunkt T0 ändert, dann wird der Ist-Override OVRp in Stufen um den Änderungsbetrag OVRs des Override, der vorab spezifiziert ist, jedes Mal durch die Einheit zur stufenweisen Änderung des Override geändert.
(4) Durch Fs wird angegeben, ob die Änderung von OVR0 zu OVR1 eine Erhöhung oder eine Verringerung ist. Fs = 1 gilt bei einer Erhöhung, und Fs = –1 gilt bei einer Verringerung.

11 shows a flowchart of the unit for gradually changing the override. In the numerical control unit according to an embodiment of the invention disclosed in US Pat 10 is shown, the illustrated processing by the speed operation unit 12 called in the interpolation cycle. Conditions for which the present processing is carried out are as follows:

(1) An actual override change flag is set to F0. Their initial state is set as F0 = 0.
(2) The timing of the interpolation cycle to which the present processing is called is Tp.
(3) When the override changes from OVR0 to OVR1 at time T0, then the actual override OVRp is changed in stages by the amount of change OVRs of the override specified in advance, each time by the override incremental change unit.
(4) Fs indicates whether the change from OVR0 to OVR1 is an increase or a decrease. Fs = 1 holds for an increase, and Fs = -1 for a decrease.

Jeder Schritt liegt wie nachfolgend beschrieben vor.Each step is as described below.

[Schritt SA01] Es wird bestimmt, ob die Ist-Overrideänderungsflagge F0 1 ist, und wenn der Ist-Override geändert wird und die Ist-Overrideänderungsflagge F0 1 ist (JA), dann geht die Verarbeitung zu Schritt SA07 über, und andernfalls (NEIN) geht die Verarbeitung zu Schritt SA02 über.[Step SA01] It is determined whether the actual override change flag F0 is 1, and if the actual override is changed and the actual override change flag F0 is 1 (YES), then the processing proceeds to Step SA07, and otherwise (NO ), the processing proceeds to step SA02.

[Schritt SA02] Es wird bestimmt, ob der Override sich geändert hat, und hat sich der Override geändert (JA), dann geht die Verarbeitung zu Schritt SA03 über, und hat sich der Override nicht geändert (NEIN), dann wird die Verarbeitung beendet. Folglich wird bestimmt, ob sich der Override geändert hat, indem der Override, der durch die Overrideeingabeeinheit erlangt wurde, mit dem letzten Override verglichen wird.[Step SA02] It is determined whether the override has changed, and if the override has changed (YES), then the processing proceeds to step SA03, and if the override has not changed (NO), then the processing is ended , Consequently, it is determined whether the override has changed by comparing the override obtained by the override input unit with the last override.

[Schritt SA03] Es wird Tp auf T0 gesetzt. Außerdem wird der Override vor der Änderung auf OVR0 gesetzt. Des Weiteren wird der Override nach der Änderung als OVR1 gesetzt. Schließlich wird die Ist-Overrideänderungsflagge F0 auf 1 gesetzt.[Step SA03] Tp is set to T0. In addition, the override is set to OVR0 before the change. Furthermore, the override is set after the change as OVR1. Finally, the actual override change flag F0 is set to 1.

[Schritt SA04] Es wird bestimmt, ob OVR1 größer als OVR0 ist, und ist OVR1 größer als OVR0 (JA), dann geht die Verarbeitung zu Schritt SA05 über, und ist OVR1 nicht größer als OVR0 (NEIN), dann geht die Verarbeitung zu Schritt SA06 über.[Step SA04] It is determined whether OVR1 is greater than OVR0, and if OVR1 is greater than OVR0 (YES), then the processing proceeds to Step SA05, and if OVR1 is not greater than OVR0 (NO), then processing proceeds Step SA06 via.

[Schritt SA05] Es wird Fs auf 1 gesetzt, und die Verarbeitung geht zu Schritt SA07 über.[Step SA05] Fs is set to 1, and the processing proceeds to Step SA07.

[Schritt SA06] Es wird Fs auf –1 gesetzt, und die Verarbeitung geht zu Schritt SA07 über.[Step SA06] Fs is set to -1, and the processing proceeds to Step SA07.

[Schritt SA07] Es wird der Ist-Override OVRp zu dem Zeitpunkt Tp gemäß Gleichung (2) berechnet.[Step SA07] The actual override OVRp at the time Tp is calculated in accordance with Equation (2).

[Schritt SA08] Es wird bestimmt, ob Fs 1 beträgt, und wenn Fs = 1 gilt (JA), dann geht die Verarbeitung zu Schritt SA09 über, und falls Fs = –1 beträgt (NEIN), dann geht die Verarbeitung zu Schritt SA10 über.[Step SA08] It is determined whether Fs is 1, and if Fs = 1 (YES), then the processing goes to Step SA09, and if Fs = -1 (NO), then the processing goes to Step SA10 above.

[Schritt SA09] Es wird bestimmt, ob der Ist-Override OVRp größer als der Maximalwert OVR1 ist, und ist der Ist-Override OVRp größer als der Maximalwert OVR1 (JA), dann geht die Verarbeitung zu Schritt SA11 über, und ist der Ist-Override OVRp nicht größer als der Maximalwert OVR1 (NEIN), dann wird die Verarbeitung des Zyklus beendet. Das heißt, in diesem Schritt wird bestimmt, ob die Änderung des Ist-Override zu beenden ist oder nicht.[Step SA09] It is determined whether the actual override OVRp is greater than the maximum value OVR1, and if the actual override OVRp is greater than the maximum value OVR1 (YES), then the processing proceeds to Step SA11, and is the actual Override OVRp not greater than the maximum value OVR1 (NO), then the processing of the cycle is ended. That is, in this step, it is determined whether the change of the actual override is to be ended or not.

[Schritt SA10] Es wird bestimmt, ob der Ist-Override OVRp kleiner als der Minimalwert OVR1 ist, und ist der Ist-Override OVRp kleiner als der Minimalwert OVR1 (JA), dann geht die Verarbeitung zu Schritt SA11 über, und ist der Ist-Override OVRp nicht kleiner als der Minimalwert OVR1 (NEIN), dann wird die Verarbeitung beendet. Das heißt, in diesem Schritt wird bestimmt, ob die Änderung des Ist-Override zu beenden ist oder nicht.[Step SA10] It is determined whether the actual override OVRp is smaller than the minimum value OVR1, and the actual override OVRp is smaller than the minimum value OVR1 (YES), then the processing proceeds to step SA11, and is the actual Override OVRp not less than the minimum value OVR1 (NO), then the processing is ended. That is, in this step, it is determined whether the change of the actual override is to be ended or not.

[Schritt SA11] Es wird der Ist-Override OVRp auf OVR1 gesetzt, und es wird ebenso die Ist-Overrideänderungsflagge F0 auf 0 gesetzt, um die Verarbeitung in dem Zyklus zu beenden.[Step SA11] The actual override OVRp is set to OVR1, and also the actual override change flag F0 is set to 0 to terminate the processing in the cycle.

Claims

Numerical control unit ( 10 ) for controlling a machine tool that machines a workpiece mounted on a table by relatively moving a tool at a feed speed instructed by a machining program including a command program analyzing unit (10) 11 ) configured to analyze a target speed of the machining program, a speed operation unit ( 12 ) adapted to cause a feed rate for each interpolation cycle based on the target speed, an interpolation unit ( 13 ), which is adapted to carry out an interpolation on the basis of the feed speed, an acceleration / deceleration post-interpolation unit ( 14 ), which is adapted to add an acceleration / deceleration of an output from the interpolation unit, a servomotor control unit ( 15 ), which is adapted to a servomotor ( 20 ) based on an output from the acceleration / deceleration postinterpolation unit, the numerical control unit comprising: a high speed cycle processing data determination unit configured to acquire high speed cycle processing data; an override input unit ( 17 ) configured to input an override as a multiplication factor of the target speed; and a unit ( 18 ) for gradually changing the override configured to output the override as an actual override after changing the override in stages prior to input by the override input unit toward the input override by a predetermined amount for each interpolation cycle; wherein the command program analysis unit is configured to determine high-speed cycle processing data from the high-speed cycle data processing unit; the speed operating unit is configured to calculate the feed speed by multiplying the target speed by the actual override, and to multiply the high-speed cycle machining data determined by the high-speed cycle data acquisition unit by the feed speed; and wherein the numerical control unit is configured to output the high speed cycle machining data multiplied by the feed speed to the servo motor control unit which drives and controls the servo motor without using the interpolation unit and the acceleration / deceleration postinterpolation unit.

The numerical control unit according to claim 1, further comprising: a specification unit configured to specify a timing at which the override is changed to the override inputted before input by the override input unit, and the override incremental change unit is configured to increment or decrement in each interpolation cycle such that the override changes stepwise within the specified time and outputs the actual override.

The numerical control unit according to claim 1, further comprising: a specification unit configured to specify an amount of change of the override by the override change unit for each interpolation cycle, and the override incremental change unit configured to change the actual override after changing in stages of the override prior to the input through the override input unit to output the override entered by the specified amount of change.